Koduste keevitusinverterite oma kätega kokkupanemise protseduur, skeemid ja testimise kirjeldus

Inverterkeevitusseadmeid kasutatakse ehitustööstuses laialdaselt nende suure jõudluse ja väikese kaalu tõttu. Siiski mitte igaüks saab endale lubada endale selline tööriist. Ainus väljapääs on ise-keevitusinverteri valmistamine. Internetis on palju selliste seadmete skeeme. Paljud neist on keerulised ja kallid, kuid on ka eelarvemudeleid.

Üldteave keevitusinverteri kohta

Traditsioonilistel keevitusmasinatel on üsna madal hind, lihtne hooldatavus, kuid väga oluliseks puuduseks pole mitte ainult nende kaal, vaid ka sõltuvus pingest. Elektroonilise arvesti sisend on piiratud võimsusega 4–5 kW. Paksu metalli keevitamiseks kulutab seade märkimisväärselt energiat ja sageli muutub tööde tegemine võimatuks. Need asendati inverterkeevitusseadmetega.

Funktsiooni eesmärk ja omadused

Seda kasutatakse keevitamiseks nii kodus kui ka ettevõtetestagab stabiilse põlemise ja keevituskaare säilitamine kõrgsagedusvooluga (muu kui 50 Hz).

Keevitusinverter on tavaline lülitustoiteallikas, mille töö põhineb järgmistel põhimõtetel:

1. Sisendpinge (AC 220V AC inverteri toiteallikas) teisendatakse alalisvooluks.
2. Alalisvool muundatakse kõrgsageduslikuks vahelduvvooluks.
3. Pinge muundatakse selle vähendamise teel.
4. Voolu alaldamine ja muundamine sageduskindlaks keevitamiseks.

Tänu nendele hetkedele väheneb seadme kaal ja mõõtmed. Inverterkeevituse oma kätega kokkupanekuks peate teadma selle seadme tööpõhimõtet.

Seadmete tööpõhimõte

Varasemates mudelites oli põhielemendiks tohutu võimas jõutrafo, mis võimaldab sekundaarmähises vastu võtta võimsaid voolusid, mis on vajalikud keevitamiseks. Sellise voolu saamiseks on vaja kasutada suure läbimõõduga traati, mis mõjutab keevitusmasina kaalu.

Lülitustoiteallika leiutamisega osutus lihtsamaks probleemi lahendamine massi ja mõõtmetega, sest trafo enda mõõtmed ja kaal vähenevad mitukümmend või sadu kordi. Näiteks kui suurendate sagedust 6 korda, saate seda vähendada trafo mõõtmedaga 3 korda. See toob kaasa märkimisväärse materjali kokkuhoiu.

Tänu inverteri ahelas kasutatavatele võimsatele võtmetransistoridele toimub lülitus sagedusel 50 kuni 80 kHz. Need transistorid töötavad ainult konstantsel pingel.

Nagu füüsika kursusest teate, kasutatakse konstantse pinge saamiseks lihtsaimat pooljuhtseadet - dioodi. Diood juhib voolu ühes suunas, katkestades negatiivsed siinuspinged. Kuid ühe dioodi kasutamine toob kaasa suuri kadusid, seetõttu kasutatakse võimsatest dioodidest koosnevat rühma, mida nimetatakse dioodisillaks.

Dioodsilla väljundis saadakse konstantne pulsatsioonipinge. Normaalse alalispinge saamiseks kasutatakse kondensaatorfiltrit. Pärast neid teisendusi ilmub filtri väljundisse alalispinge üle 220 V.

Alaldisillast ja filtrielementidest koosnevat plokki nimetatakse toiteallikaks (PSU).

Toiteplokk toimib inverteri ahela toiteallikana. Transistorid on ühendatud alandava trafoga, mis on impulss- ja töötab sagedustel vahemikus 50 kuni 90 kHz. Sellise trafo võimsus on umbes sama suur kui tema tohutul vennal - keevitusjõutrafol.

Sellise seadme moderniseerimine muutub kergemaks, sest tänu oma suurusele ja kaalule on lisavõimalusi keevitusmasina stabiilsuse tõstmiseks.

Valmistatakse tohutul hulgal omatehtud keevitusinvertereid, mille skeemid on funktsionaalsuse ja paigaldusmeetodite poolest erinevad. Analüüsime üksikasjalikult kõiki omatehtud mudeleid.

Resonantsinverteri valmistamine

Aluseks peate kasutama AT-vormingus arvuti toiteallikat, millest vajate jahutit ja radiaatoreid. Osad võetakse monitoride ja telerite elementaarsest baasist, muidu, kui neid pole, ostetakse turult. Kõik komponendid on madala hinnaga.

Tootmissoovitused:

1. PWM-ahela lihtsustamiseks välistage see täielikult, kuna vaja on peaostsillaatori poolt saadud stabiliseeritud pinget.
2. Transistoride kahjustamise vältimiseks kasutage zeneri dioode KC213.
3. Ülevõtmise ja häirete vähendamiseks on vaja trafo lähedale paigaldada kõrgsageduslikud jõutransistorid.
4. Jämedast trükkplaadist (vähemalt 4 mm) plaadil olevad jõusilla ja toiteploki rööpad tuleb teha laiemaks (voolud kuni 30 A vooluga) ja tinatada tulekindla joodisega (vähemalt 2 mm).
5. TOtoitekaabli kasutamine vähemalt 3 ruutu.
6. Kõrgepingeahelate jaoks kasutage topeltisolatsiooni (mittepõlevast vilgukivist või klaaskiust varrukad).
7. Drossel peab olema ilma metallkatteta.
8. Hea pidev ventilatsioon.
9. Toitedioodid (väljund) peavad olema kaitstud rikke eest RC-ahela abil.

Seejärel peate oma kätega otsustama inverteri keevitamise parameetrid. Samuti on võimalik kasutada järgmisi omadusi:

1. Väljundkoormusvool: 5 kuni 120 A.
2. Pinge (tühikoormus): 90 V.
3. Koormuse kestus võib varieeruda. Kõik sõltub elektroodi läbimõõdust: 2 mm = 100%, 3 mm = 80%. Arvestada tuleb kõrge temperatuuri mõjuga.
4. Sisendvool: umbes 10A.
5. Ligikaudne kaal: umbes 3 kg.
6. Keevitamisel peab olema voolutugevuse regulaator.
7. Volt-ampri karakteristiku tüüp, mis tagab töö poolautomaatrežiimis: langeb.

Varustusskeem

Põhiosa - peaostsillaator on kokku pandud SG3524 mikroskeemile, mida kasutatakse kõigis katkematutes toiteallikates. Inverteril on madal võimsustarve ca 2,5 kW, mis võimaldab seda kasutada ka korteris.

Trafo tuleb kokku pannaja E42 tüüpi südamikud, mida kasutatakse vanades lampmonitorides. Selliste trafode valmistamiseks on vaja umbes 5 tükki.

Drosselina tuleks kasutada teist trafot. Ülejäänud induktiivsuse elemendid on kokku pandud 2000HM südamikust. KTP-8 või muud tüüpi termomäärdega radiaatoritele tuleb paigaldada dioodid ja transistorid. Avatud vooluahela pinge on ligikaudu 36 V kaare pikkusega 4–5 mm, mis võimaldab algajatel ehitajatel sellega töötada. Väljundkaablid tuleks mässida toiteallika ferriittorudesse või ferriitrõngastesse.

Ahela konstruktsioonitunnuseks on maksimaalse voolu tekkimine I mähises resonantsi ajal.

Skeem 1 - Keevitusresonantsinverteri skeem

Tänu oma väikesele kaalule ja mõõtmetele on võimalik seadet uuendada.

Vältige elektroodide kleepumist

Sel juhul kasutatakse IRF510 transistorit, mis on väljaefekt. Lisaks pakub see ka SG3524 mikrolülituse pehmet käivitust ja sisendkatkestusi:

1. Kõrgel temperatuuril käivitub termoandur.
2. Väljalülitamine lülitiga.
3. Blokeerimine lühise korral (lühis).

Lihtne keevitusseade

See mudel on mõeldud pingele 220 V ja voolule 32 A, pärast teisendamist jõuab selle väärtus 280 A-ni. See väärtus on täiesti piisav tugeva õmbluse jaoks kuni 1,5 sentimeetri kaugusel.

Skeem ja tarvikud

Peamine element on trafo, mille valmistamine on üsna keeruline, kuid üsna realistlik.

Põhiandmed:

1. Koosneb ferriitsüdamikust (7 × 7 või 8 × 8).
2. Primaarmähis on ligikaudu 100 pööret ja selle läbimõõt on 0,3 mm.
3. Sekundaarsed mähised - 3 tükki: 15 pööret ja traadi läbimõõt 1 mm; 15 pööret - 0,2 mm; 20 pööret - 0,35 mm.
4. Trafo materjalid: vastava läbimõõduga vasktraadid, klaaskiud, tekstoliit, elektriteras (rauamaagi jaoks), puuvillane materjal.

Tööpõhimõtte selgeks mõistmiseks on vaja hoolikalt uurida põhiüksuste diagrammi.

Joonis 1 - Inverterkeevitusmasina plokkskeem

Diagrammi selgitus:

1. Vahelduv-alalisvooluvõrgu alaldi.
2. Ülepingekaitse silub pulsatsiooni.
3. Sagedusmuundur põhineb transistoridel.
4. Kõrgsageduslik keevitustrafo osaleb pinge muundamisel.
5. Toitealaldi alaldab voolu teatud sagedusega konstandini.
6. Sagedusmuundurit juhitakse töörežiimi seadistamise regulaatorina.

Toiteplokk ja toitesektsioon

Trafost, alaldist ja filtrist (või filtrisüsteemist) koosnev plokk on valmistatud toitesektsioonist eraldi.

Skeem 2 - toiteploki skemaatiline diagramm

Transistoride väravate juhtimiseks mõeldud juhid (pikkusega mitte üle 15 cm) tuleb joota viimastele lähemale ja juhid on omavahel paarikaupa ühendatud, nende ristlõige ei oma tähtsust.

Toiteploki aluseks on astmeline trafo, mille südamik on Ш20 × 208 2000 nm ja II mähis on mähitud mitmesse kihti traati, mille isolatsioon ei ole kahjustatud. Sekundaarsele on vaja kerida järgmiselt, eraldades kihid: 3 kihti ja seejärel fluoroplastist tihendit, siis jälle 3 kihti ja jälle fluoroplastist tihendit. Seda tehakse suurendamiseks ülekoormuskindlus. Seejärel pange II mähisele vähemalt 1000 V kondensaator.

Õhuringluse tagamiseks mähiste kihtide vahel on vaja kokku panna ferriitsüdamikule voolutrafo on ühendatud plussiga ja selle südamik peaks olema mähitud termopaberiga (kassaaparaat Pael). Kinnitage alaldi dioodid radiaatori külge.

Skeem 3 - muunduri võimsusosa

Inverterseade ja jahutus

Inverterseadme põhieesmärk on alalisvoolu konverteerimine kõrgsageduslikuks vahelduvvooluks. Selleks kasutatakse võimsaid transistore, kuigi mõnel juhul on võimalik võimsam asendada 2 või enama keskmise võimsusega transistoriga.

Üsna hea jahutus on kogu seadme oluline element. Selleks peaksite kasutama arvutitehnoloogiast pärit jahutit, kuid te ei tohiks sellega piirduda, sest teil on vaja tagada piisav jahutus toiteahelale, mille radiaatoreid kasutatakse soojuse eemaldamiseks, kuid see soojus on vajalik hajutada. Täielikuks kaitseks on vaja paigaldada temperatuuriandur (paigaldatud kütteelemendile), mille tõttu katkeb toide vooluvõrgust.

Jootmine, reguleerimine ja funktsionaalsuse kontroll

Jootmine on võtmetähtsusega, sest kui osad on õigesti paigutatud, sõltub sellest kogu toote suurus ja optimaalse jahutuse võimalus. Dioodid ja transistorid on paigaldatud üksteisele vastassuunas. Sisendvooluahel arvutatakse umbes 300 V varuga.

Funktsiooni konfigureerimiseks vajate jahuti toiteks ühendage impulsi laiuse modulaator 15 V pingega. Relee lülitub sisse koos takistiga R11 ja peaks andma 150mA.

Pärast tehtud manipulatsioone on vaja jätkata otse seadme töövõime kontrollimisega:

1. Lülitage seade vooluvõrgust sisse.
2. Seadistage kõrged vooluväärtused.
3. Kontrollige ostsilloskoobi näitu: alumises ahelas on pinge umbes 500 V, kuid mitte üle 550. Õige kokkupaneku korral on see pinge vähemalt 350 V.
4. Ühendage ostsilloskoop lahti ja lülitage inverter välja. Valmistage elektroodid ette.
5. Alustage keevitamist ja jälgige trafot, kui see keeb, siis sorteerige vooluahel uuesti.
6. Pärast 3-4 õmblust radiaatorid soojenevad. Jahutamiseks on vaja lasta seadmel jahtuda ilma seda vooluvõrgust lahti ühendamata (jahutus täidab oma funktsiooni).

Kui see skeem tundus väga keeruline, siis kaaluge väga lihtsa seadme diagrammi.

Lihtsaim inverterkeevitusseade

Selle seadme mudel on väga lihtne ja eelarveline. Tänu lihtsale elektriskeemile on seda lihtne kokku panna.

Kogu monteerimisprotsessi saab jagada etappideks, lisaks on vaja kokku koguda kõik osad, materjalid:

1. Trafo mähis sisaldab: vaskpleki mähis 4 cm ja läbimõõt 0,3 mm, paberist vahetükid kassaaparaadi või lakitud riide jaoks, kasutades tagasikerimisel 3 riba ja peate isoleerima nende. Vasest tina asemel võite kasutada traati, mis koosneb mitmest kuni 0,7 mm läbimõõduga juhist (I - 100 pööret, II - 15, II - 15 II - 20).
2. Paigaldatud on jahuti.
3. Keevitusmasina alus on ühendatud trafoga, mis koosneb dioodidest, transistoridest.
4. Resonantspingete kõrvaldamiseks on vaja kondensaatoreid.
5. Peate kasutama snubbers võimsuse hajutamiseks (svv-81 ja k78−2).
6. Paigaldage getinaxi plaadile kõik elemendid, lähtudes konfiguratsiooni mõõtmetest.
7. Viige LED-id ja muutuv takisti (nupp) seadistus- ja näidikupaneelile.
8. Pange see kõik ümbrisesse.

Skeem 4 - kõige lihtsama isetegemise keevitusinverteri skeem

Pärast kokkupanekut tuleb seade konfigureerida ja esimesel käivitamisel diagnoosida, et tuvastada töövigasid.

Inverteri seadistus:

1. Ühendage 15 V PWM-iga.
2. Pärast kondensaatorite laadimist ühendage relee takisti sulgemiseks. Plahvatusoht otsesel kasutamisel!
3. Tühja koormuse korral peaks silla vool olema alla 100 mA.
4. Trafo faaside paigaldamise õigsuse kontrollimine ostsilloskoobi abil 2-a talas. Seadke PWM-i sagedus 55 kHz ja sel juhul ei tohiks pinge ületada 330 V.
5. Seadme enda sageduse määramiseks tasub PWM-i sagedust järk-järgult alandada, kuni IGBT-le ilmub volvulus, fikseerides selle indikaatori (jagage 2-ga ja lisage küllastussagedus). See on trafo töösagedus.
6. Silla tarbimine on 150mA.
7. Trafo ei tohiks teha palju müra, kui on müraefekte, siis pöörake tähelepanu polaarsusele.
8. Suurendage sujuvalt inverteri voolu nmuutuv takisti. Sel juhul ei ületa ostsilloskoobi näidud 550 V. Optimaalne on 340 V.
9. Alustage keevitamist 5 sekundist ja suurendage aega järk-järgult. Küpseta mitte rohkem kui 3 minutit, laske seadmel jahtuda.

Seega saate oma kätega keevitamiseks inverteri kokku panna. Keerulisi skeeme pole vaja kasutada, sest raadioamatöörid on leidnud eelarvevalikus parima lahenduse. Ja skeemide keerukuse tase varieerub üsna keerulisest lihtsani. Keevitusinverteri oma kätega kokkupanemiseks ei ole vaja osta kalleid osi, vaid võite kasutada improviseeritud vahendeid.